KR101651091B1 - 태양열을 이용한 제습시스템 - Google Patents

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충북대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 소비전력을 낮추면서 냉매 사용을 줄일 수 있는 제습시스템을 제공하고자 한 것이다. 이를 위해, 본 발명의 일 관점에 의하면, 소정 공간부로부터 배출된 공기가 공간부 외측으로 기 설정된 경로를 따라서 순환된 후 상기 공간부로 재유입되도록 구비되는 제습순환라인과, 상기 제습순환라인 상에 구비되는 필터부와, 공간부 외측에서 가열된 공기를 이용 상기 필터부를 유동하는 공기가 제습되도록 구비되는 열풍공급라인 및 공기를 가열하여 열풍이 공급될 수 있도록 상기 열풍공급라인에 연결되게 구비되는 태양열발전부를 포함하는 태양열을 이용한 제습시스템이 제공된다.

Description

태양열을 이용한 제습시스템{Dehumidification system using solar heat generator}
본 발명은 유입된 공기의 수분을 제거하여 건조된 공기를 룸에 공급하는 제습시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 태양열을 이용한 제습시스템에 관한 것이다.
일반적으로 제습기는 실내의 습한 공기를 흡입하고 냉매가 흐르는 응축기 및 증발기로 이루어진 열교환기를 통하도록 함에 따라 습도를 낮추고, 이 제습된 공기를 실내로 다시 토출함으로써, 실내의 습도를 낮추는 장치이다.
즉, 제습기는 액화 상태의 냉매를 증발기에서 증발시킴으로써 주위의 공기로부터 열을 빼앗는 방법을 사용하는데, 냉매가 증발하면서 증발기의 온도가 낮아지게 되고, 증발기를 통과하는 공기의 온도 역시 낮아지게 되는 원리를 이용한다.
한편, 최근 들어 제습기의 경우, 항온 항습기의 형태 등도 적용되고 있으며, 이는 실외기 및 실내기 등 다양한 곳에 설치되는 추세이다.
다만, 이와 같은 종래의 제습기는 소비전력이 매우 높으며, 유지보수가 복잡하다는 문제가 있었다. 특히 건물의 실내 공간이 넓은 경우에는 소비전력이 더욱 상승하게 되어 사용 효율이 크게 떨어지게 된다.
또한, 냉매의 과도한 사용으로 인하여 환경적 문제도 발생하였다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점 및 제결점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 소비전력을 낮춤과 동시에 환경 오염을 일으키는 냉매의 사용 없이 가동 가능한 제습시스템을 제공할 수 있다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 관점에 의하면, 소정 공간부로부터 배출된 공기가 공간부 외측으로 기 설정된 경로를 따라서 순환된 후 상기 공간부로 재유입되도록 구비되는 제습순환라인과, 상기 제습순환라인 상에 구비되는 필터부와, 공간부 외측에서 가열된 공기를 이용 상기 필터부를 유동하는 공기가 제습되도록 구비되는 열풍공급라인 및 공기를 가열하여 열풍이 공급될 수 있도록 상기 열풍공급라인에 연결되게 구비되는 태양열발전부를 포함하는 태양열을 이용한 제습시스템이 제공된다.
또한, 상기 제습순환라인은 유동하는 공기가 압축되는 압축기가 더 구비될 수 있다.
또한, 상기 필터부는 상부에 구비되는 체결부 및 상기 체결부 하부로 구비되며 상기 열풍공급라인 및 제습순환라인 상에 노출되는 메인필터부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제습순환라인은 상기 필터부의 체결부가 체결되는 부위로 압력센서가 더 구비될 수 있다.
또한, 상기 압력센서와 전기적으로 연결되는 알람부가 더 구비될 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 태양열을 이용한 제습시스템의 효과를 설명하면 다음과 같다.
첫째, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 종래 제습시스템과 비교하여 자가발전 방식으로 열풍 공급이 가능한 태양열발전부를 적용하므로 소비전력을 크게 낮출 수 있어 효율이 뛰어난 장점이 있다.
둘째, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 냉매 사용을 하지 않고서도 제습 효과를 얻게 되어 친환경적인 운영이 가능한 장점이 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양열을 이용한 제습시스템의 적용 구조를 개략적으로 나타낸 도면;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양열을 이용한 제습시스템에 적용되는 필터부를 나타낸 사시도;
도 3은 상기 도 2의 필터부가 제습순환라인에 설치된 구조를 나타낸 측면도;
도 4는 상기 도2의 필터부가 제습순환라인으로부터 분리된 구조를 나타낸 측면도;
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양열을 이용한 제습시스템을 구성하는 주요 구성간의 연결관계를 나타낸 블록도; 및
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양열을 이용한 제습시스템의 적용 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 첨부된 도면은 본 발명의 내용을 보다 쉽게 개시하기 위하여 설명되는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 첨부된 도면의 범위로 한정되는 것이 아님은 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 알 수 있을 것이다.
먼저, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 태양열을 이용한 제습시스템의 구성을 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양열을 이용한 제습시스템을 이루는 주요 구성간의 연결관계를 개략적으로 나타낸 도면이다.
본 실시예에 따른 제습시스템은 제습순환라인(110), 필터부(160), 열풍공급라인(120)을 포함한다.
상기 제습순환라인(110)은 건물 등의 룸 내 공간부(101)에 연결되되, 상기 공간부(101)에 구비된 배출부(103)로부터 배출된 공기가 공간부(101) 외측으로 소정 경로를 따라서 순환된 후 다시 상기 공간부(101)의 유입부(105)로 재유입되도록 구성된다. 자세히 도시되어 있지는 않으나, 상기 제습순환라인(110)은 소정의 배관 형태를 이루게 된다.
그리고, 상기 제습순환라인(110)의 경로 상에는 압축기(115)가 구비되어, 순환하는 공기를 압축하여 공간부(101)로 재공급되도록 구성된다.
또한, 상기 공간부(101) 내측 공기가 원활하게 외부로 배출되어 상기 제습순환라인(110)으로 유입되도록 상기 제습순환라인(110)에 배기팬(142: 도 5 참조)이 구비될 수 있다.
상기 필터부(160)는 상기 제습순환라인(110) 내측을 따라서 유동하는 공기와 접촉되도록 구비된다. 여기서, 상기 필터부(160)는 상기 제습순환라인(110) 또는 상기 열풍공급라인(120) 내부를 따라서 유동하는 공기 내 수분을 제거하는 역할을 수행하게 되며, 상기 필터부(160)의 자세한 구조는 후술하기로 한다.
다음으로, 상기 열풍공급라인(120)은 상기 제습순환라인(110)에 연결되되, 상기 필터부(160)를 거치며 공기가 유동하도록 구성된다. 이를 위해, 상기 열풍공급라인(120)도 소정의 배관형태를 이루게 되며 상기 필터부(160)가 위치된 부위로 상기 제습순환라인(110)에 교차된 형태로 배치된다.
그리고, 상기 열풍공급라인(120)의 일측으로 열교환부(125)가 구비되며, 상기 열교환부(125)를 통하여 상기 열풍공급라인(120)으로 고온의 공기가 공급되도록 한다.
여기서, 상기 열풍공급라인(120)의 일측으로 외부의 공기가 흡입되도록 하는 흡입팬(144: 도 5 참조)이 적용되도록 함이 바람직하다.
한편, 상기 필터부(160)를 기준으로 상기 제습순환라인(110)의 양측과 상기 열풍공급라인(120)에는 개폐밸브(131, 132, 133, 134)가 구비된다.
상기 각각의 개폐밸브(131, 132, 133, 134)는 제습순환라인(110) 또는 열풍공급라인(120) 중 선택된 라인으로 공기가 유동하도록 하는 역할을 하게 된다.
또한 상기 공간부(101) 내측 공기가 원활하게 외부로 배출되어 상기 제습순환라인(110)으로 유입되도록 상기 제습순환라인(110)에 배기팬(142: 도 5 참조)이 구비될 수 있다.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 상기 필터부에 대하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양열을 이용한 제습시스템에 적용되는 필터부를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도시된 것처럼, 상기 필터부(160)는 체결부(162) 및 메인필터부(164)를 포함한다.
여기서, 상기 체결부(162)는 필터부(160)의 상부에 구비되고, 상기 체결부(162) 하부로 상기 메인필터부(164)가 구비된다.
상기 메인필터부(164)는 공기 내 수분 제거가 가능한 흡착재질이 적용된다. 이를 위해, 상기 메인필터부(164)는 크기가 상당히 작게 형성된 망을 가지는 메시 형태가 적용되거나, 별도의 합성 부직포 등이 적용될 수도 있다. 제습시스템에 적용되는 메인필터부(164)는 기 공지된 다양한 형태가 나와 있으며 이 중 일 형태가 적용될 수 있다.
그리고, 상기 메인필터부(164) 내측에는 수분 등의 흡수를 위하여 제올라이트 등이 충진된 상태를 이룬다.
한편, 상기 제습순환라인(110)은 상기 필터부(160)의 체결부(162)가 착탈 가능하게 체결되도록 구성되는데, 이를 위해 상기 제습순환라인(110)에 상부 또는 하부가 개구된 형태로 설치부(113)가 구비되고, 상기 설치부(113)에 상기 필터부(160)가 착탈 가능하게 설치된 구성을 취한다.
즉, 상기 필터부(160)의 체결부(162)는 외주를 따라서 나사산 형태를 이루게 되며, 상기 체결부(162)가 회전하여 상기 제습순환라인(110)에 체결되도록 상기 제습순환라인(110)의 설치부(113)에 상기 체결부(162)의 외형에 대응되는 피나사산이 형성된 결합부(112)가 구비된다.
또한, 상기 결합부(112)와 상기 제습순환라인(110) 사이로 압력센서(117)가 적용되어, 필터부(160)의 무게를 측정 가능하도록 함이 바람직하다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양열을 이용한 제습시스템을 구성하는 주요 구성간의 연결관계를 나타낸 블록도이다.
본 실시예에 따른 태양열을 이용한 제습시스템은 소정의 마이콤 역할을 하는 제어부(180)가 구비되되, 상기 제어부(180)와 상기 제1개폐밸브(131), 제2개폐밸브(132), 제3개폐밸브(133), 그리고 상기 배기팬(142)과 흡입팬(144) 및 압력센서(117)가 전기적으로 연결된 구성을 이루게 된다.
이하에서는, 상기와 같이 구성된 태양열을 이용한 제습시스템의 작동과정을 설명하기로 한다.
먼저, 상기 배기팬(142)을 가동시키어 실내 공간부(101)의 제습과정이 이루어지도록 한다. 이 경우에는 소정의 냉매를 적용시키는 일반적인 종래 제습시스템 구성이 추가로 적용되어 실내의 제습이 먼저 이루어지도록 할 수도 있다.
상기 공간부(101)가 충분히 제습이 된 상태에서 다음으로는, 상기 각각의 제1개폐밸브(131)와 제2개폐밸브(132)는 개방시키고, 상기 제3개폐밸브(133)와 제4개폐밸브(134)는 폐쇄시킨 상태에서 제습순환라인(110)을 통하여 공간부(101)의 공기를 순환시키게 된다.
이때, 공간부(101)내 공기가 제습순환라인(110)을 통하여 반복적으로 순환되되 상기 필터부(160)를 거치면서 공기 내 수분이 제거됨으로써, 결국 공간부(101) 자체의 제습 효과를 얻을 수 있게 된다.
한편, 상기 필터부(160)에 충진된 제올라이트 등에 너무 많은 양의 수분이 흡착된 경우, 즉 포화상태를 이루어 제올라이트의 제습이 더 이상 이루어지기 힘든 경우에는 상기 제1개폐밸브(131)와 제2개폐밸브(132)는 폐쇄시키고, 상기 제3개폐밸브(133)와 제4개폐밸브(134)는 개방시키도록 한다.
그리고 난 후, 상기 열교환기(125)를 통하여 고온의 공기가 상기 열풍공급라인(120)을 통하여 공급되도록 한다.
이렇게 되면, 열풍공급라인(120)의 입구부(122)로부터 배출부(124)로 공기가 인입 및 배출되는 과정이 반복되되, 이러한 과정 중 고온의 공기로 인하여 필터부(160)의 제올라이트에 흡착된 수분을 증발시키어 열풍과 함께 배출부(124)로 배출되도록 할 수 있게 된다.
그리고, 기 설정된 만큼의 수분이 필터부(160)에서 제거된 후에는, 다시 상기 제1개폐밸브(131)와 제2개폐밸브(132)는 개방시키고, 상기 제3개폐밸브(133)와 제4개폐밸브(134)는 폐쇄시킨 상태에서 제습순환라인(110)을 통하여 공간부(101)의 공기를 순환시키며 제습 과정을 거치도록 하게 된다.
한편, 본 실시예의 경우 상기 압력센서(117)에 의하여 필터부(160) 전체 무게를 계속적으로 측정할 수 있게 되며, 이에 따라서 상기 압력센서(117)를 통한 압력 값을 이용하여 제올라이트에 흡착된 수분량을 파악할 수 있게 된다.
즉, 기 설정시킨 무게보다 상기 필터부(160)의 무게가 많이 나가는 경우에는 별도의 지시등이나 표시부로 이루어지는 알람부(미도시)를 이용하여 사용자에게 이상을 알려주도록 하여 상기 열풍공급라인(120)을 통한 수분 제거 과정을 거치도록 할 수 있다.
또한, 상황에 따라서는, 상기 필터부(160)를 회전시켜 결합부(112)로부터 이탈시키도록 함으로써 새로운 필터부로의 교체 또한 가능할 것이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양열을 이용한 제습시스템의 적용 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
본 실시예에 따른 제습시스템도 유입부(205) 및 배출부(203)가 구비된 소정 공간부(201)와 연결되는 제습순환라인(210), 상기 제습순환라인(210)에 구비되는 압축기(215) 및 필터부(260)를 포함한다. 그리고, 상기 제습순환라인(210)에 한 개 이상의 개폐밸브(230)가 구비되되, 상기 개폐밸브(230)와 연결되는 형태로 열풍배출라인(220)이 구비된다.
한편, 본 실시예에 따른 제습시스템은 고온의 열풍을 공급하기 위하여 상기 필터부(260) 주위로 태양열발전부(270)가 적용된다. 즉, 상기 태양열발전부(270)는 소정의 열교환기 역할을 수행하게 된다.
또한, 도 6에 도시된 태양열발전부(270)는 through라는 포물선형의 거울로써 태양열을 모아서 필터부(260)에 조사하는 역할을 할 수 있다.
이와 같이 구성된 본 실시예에 따른 제습시스템은 상기 제습순환라인(210)을 따라서 공기를 순환시키면서 필터부(260)에 의하여 수분이 제거되도록 하되, 상황에 따라서는 상기 개폐밸브(230)를 열풍공급라인(220) 측으로만 개방되도록 한 후, 상기 태양열발전부(270)를 이용 고열 또는 고온의 공기를 상기 필터부(260)로 공급한 후, 증발되는 수분을 다시 상기 열풍배출라인(220)을 통하여 외부로 배출되도록 하게 된다.
이때 수분 배출이 용이하게 이루어지도록 상기 필터부(260)와 상기 공간부(201) 사이에 별도의 개폐밸브가 추가적으로 적용될 수도 있으며, 공기의 순환 및 열풍의 배출을 위하여 적절 위치로 송풍팬이 구비될 수도 있음은 물론이다.
이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
101: 공간부 110: 제습순환라인
113: 설치부 115: 압축기
117: 압력센서 120: 열풍공급라인
125: 열교환기 131: 제1개폐밸브
132: 제2개폐밸브 133: 제3개폐밸브
142: 배기팬 144: 흡입팬
160: 필터부 162: 체결부
164: 메인필터부

Claims (5)

  1. 소정 공간부로부터 배출된 공기가 공간부 외측으로 기 설정된 경로를 따라서 순환된 후 상기 공간부로 재유입되도록 구비되는 제습순환라인,
    상기 제습순환라인 상에 구비되어 상기 제습순환라인을 따라서 유동하는 공기와 접촉하여 상기 유동하는 공기 내 수분을 제거하는 필터부,
    상기 제습순환라인에 연결되어 있고 상기 필터부가 위치된 부위에 교차된 형태로 배치되어, 상기 공간부 외측에서 가열된 공기를 이용하여 상기 필터부를 유동하는 공기가 제습되도록 구비되는 열풍공급라인,
    가열된 공기가 상기 열풍공급라인으로 공급되도록 상기 열풍공급라인에 연결되게 구비되는 열교환부,
    상기 제습순환라인 내에 상기 필터부의 체결부가 체결되는 부위에 위치하여 상기 필터부의 무게를 측정하는 압력센서,
    상기 필터부를 기준으로 하여 상기 제습순환라인의 양측에 설치되어 있는 제1 및 제2 개폐밸브, 그리고
    상기 필터부를 기준으로 하여 상기 열풍공급라인의 양측에 설치되어 있는 제3 및 제4 개폐밸브
    를 포함하고,
    상기 압력센서에 의해 상기 필터부에 흡착된 수분의 상태가 포화상태이면 상기 제1 개폐밸브와 제2 개폐밸브는 폐쇄되고 상기 제3 및 제4 개폐밸브는 개방되어 상기 열풍공급라인을 통해 흡입된 공기에 의해 상기 필터부의 수분이 증발될 수 있도록 하고, 설정된 만큼의 수분이 상기 필터부에서 제거된 상태가 되면 상기 제1 개폐밸브와 제2 개폐밸브는 개방되고 상기 제3 및 제4 개폐밸브는 폐쇄되어 상기 제습순환라인을 통해 상기 공간부의 공기가 순환되도록 하며,
    상기 필터부는 상기 필터부의 상부에 구비되는 체결부와 상기 체결부 하부에 구비되며 상기 열풍공급라인과 상기 제습순환라인 상에 노출되며 공기 내 수분을 제거하는 흡착 재질로 이루어진 메인필터부를 포함하는
    태양열을 이용한 제습시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제습순환라인은 유동하는 공기가 압축되는 압축기가 더 구비되는,
    태양열을 이용한 제습시스템.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 열교환부는,
    상기 필터부 주위로 설치되는 태양열발전부로 이루어지는,
    태양열을 이용한 제습시스템.
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